Аэрокосмическая отрасль

Необходимость внедрения 3D-печати в аэрокосмической отрасли

·         Инновации в продукции аэрокосмической отрасли /Частое обновление

·         Сокращение цикла разработки

·         Растущие требования к сложным и трудновыполнимым конструкциям

·         Эффективное/быстрое производство, которое становится основным качеством отрасли

Международные инвестиции во внедрение 3D-печати
в аэрокосмическую отрасль

• Великобритания

Проект в области разработки и конструирования для аэрокосмической отрасли насчитывает треть от общего количества новых инвестиций Великобритании, нацеленные продвигать развитие аэрокосмической отрасли. В сентябре 2012 года Комитет технологических стратегий Великобритании сообщил, что «формирование национальной компетенции в методах аддитивного производства» указывает на приоритетное применение 3D-печати в авиации и аэрокосмической отрасли.

• США

В 2006 году, программа «производственных технологий следующих поколений» Департамента обороны США сфокусировалась на поддержке исследований и применения технологий 3D-печати. В 2009 году В США разработали план развития технологий 3D-печати, в котором их применение в аэрокосмической отрасли стало приоритетным. В 2012 году провел программу для американских производителей (AMERICA MAKES), призванную поддержать исследование технологий 3D-печати, обмен технологиями, определение стандартов, обучение персонала, запуск основного производства и расширение областей применения.

• Германия

В Германии учредили Центр прямых производственных исследования, который занимается исследованиями и продвижением технологий аддитивного производства в аэрокосмической отрасли для применения в производстве легковесных структур.

• Австралия

В 2012 году правительство объявило о своей поддержке революционного проекта в аэрокосмической отрасли «разработка технологии производства двигателей малой массы», в котором используются технологии аддитивного производства (3D-печать) деталей микродвигателей для аэрокосмической отрасли.

• Япония

Благодаря политике преференций, в производство и исследования привлекается много средств, что эффективно продвигает применение технологий 3D-печати в аэрокосмической и других отраслях. В процессе разработки ракеты компания Mitsubishi Heavy Industries использовала 3D-печать металлом.

Применения 3D-печати в аэрокосмической отрасли Китая

В октябре 2012 года Лу Юнсян заместитель председателя Постоянного комитета Всекитайского собрания народных представителей заявил высказал мнение о необходимости продвижения применения 3D-печати в первую очередь для использования в аэрокосмической отрасли.

В 2015 году Министерство промышленности Китая запустило Национальную программу развития промышленности аддитивного производства (2015-2016), которая предлагала пути развития 3D-печати на 2016 год. Так до этого времени в Китае уже сформировалась сложнейшая система производств, необходимо было синхронизировать международный технический уровень прогресса в аэрокосмической отрасли и других областях прямого производства, это позволило бы занять большую долю на международном рынке.

Технологии и материалы 3D-печати, применяемые в аэрокосмической отрасли

Применения 3D-печати в аэрокосмической отрасли

Результаты исследований с применением технологий 3D-печати в аэрокосмической отрасли

1.

Сандийские национальные лаборатории, США использовали технологию LAM (Laser Additive Manufacturing - Лазерное аддитивное производство) для создания трехмерной системы наведени и сопла газодинамической ориентации из рениевого сплава для ракеты SM3, что позволило снизить ее стоимость на 50% и ускорить ее производственный цикл.

1. Результаты исследований с применением технологий 3D-печати в аэрокосмической отрасли

2.

7 марта 2013 года главный проектировщик ракетного двигателя J-2X - компания Pratt & Whitney Locke из США использовала технологию выборочного лазерного спекания (SLS) для создания обшивки выхлопной системы своего двигателя, после этого двигатель был испытан в жесткой среде, испытания имели успешные результаты.

3.

Команда исследователей из компании Genera Electric разработала полнофункциональный двигатель для маленьких радиоуправляемых самолетов, процесс его производства в полной мере задействовал все преимущества 3D-печати, конструкторы внесли изменения в существующий проект двигателя и напрямую напечатали результат на 3D-принтере. Скорость вращения двигателя составляет 33 000 об/мин.

4.

Компания Pratt & Whitney полагается на возможности компании Aircraft при Массачусетском ТУ задействовать технологию SLM-печати для прямого производства тестовых деталей самолетного двигателя Purepower PW1100G.

5.

Многие детали звезды самолетной выставик Zhuhai Air Show - истребителя J-31 «Urik» напечатаны на 3D-принтере, включая его титановый лонжерон. Длина истребителя - 17 метров, размах крыльев - 11,5 метров, этот самолет таких же размеров как американский F35 «Lightning» Ⅱ, и меньше чем F22/J-20. После показа, возможно эту модель объединят с моделью J-20, для получения комплекса для различных задач, также как ВВС США объединили F35 и F22. Также, J-31 способен взлетать и садиться на авианосце.

6.

Двигатель малой мощности, напечатанный на 3D-принтере, успешно поднялся в небо. Инженерам пришлось использовать электронные пушки мощностью в 3 киловатта, для разгона электронного луча, чтобы расплавить порошок алюминида титана. Такая мощность электронных пушек в 10 раз выше, чем мощность лазеров, использующихся в наши дни, она была необходима для печати лопаток из алюминида титана, сплава, который дает возможность снизить вес турбины на 20%. К тому же, 3D-печать также используется для производства топливных форсунок.

Потенциал применения 3D-печати в аэрокосмической отрасли

Вивек Саксена, вице-президент по международной авиации из технической консалтинговой компании ICF утверждает, что аддитивное производство (3D-печать) на сегодняшний день насчитывает 0,0002% мирового рынка производства. А этот же показатель в аэрокосмической отрасли составляет примерно 0,002% от общего рынка деталей для авиации объемом в 150 млрд. долл. США. Тем не менее, г-н Саксена прогнозирует, что за предстоящие 10 лет рынок деталей, напечатанных на 3D-принтере для аэрокосмической отрасли достигнет 2 млрд. долл. США.

Все отрасли